Kysymys:
Kuinka kierrätettyjen terästen seosaineet voidaan erottaa?
peterh - Reinstate Monica
2015-01-24 00:03:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuten tiedän, huomattava osa tällä hetkellä käsitellyistä teräksistä (noin puolet siitä) tulee kierrätyksestä.

Mutta kierrätysprosessiin tulevat teräkset tulevat normaalisti eri lähteistä, ja siten ne sisältävät hyvin erilaisia ​​seosaineita.

Uudelleen käsitellyn teräksen tuotoksen on kuitenkin oltava terästä, joka sisältää seoksia täsmälleen määritellyissä suhteissa.

Tee jonkinlainen "erotus" tai "kierrätetyn teräksen" aikaisempien seosten "poistaminen" tapahtuu? Ja jos kyllä, miten se toimii?

"sisältää seoksia * täsmälleen * määritetyissä suhteissa." Konepajateollisuudessa vain toleranssit ovat tarkkoja - kaikki loput ovat tarkkoja vain toleransseille, ja huonompilaatuisille teräksille näiden suhdelukujen toleranssit ovat melko anteeksiantavia.
Erityisesti metallurgiassa standardiseosten seosaineille annetaan melko runsaat alueet (toleranssit). Esimerkiksi AISI 1018 -laatuisen teräksen, joka on nimellisesti pelkkää hiiliterästä, joka sisältää 0,18 painoprosenttia hiiltä, ​​hiili voi olla välillä 0,14-0,20 painoprosenttia ja Mn välillä 0,6-0,9% w / w. Syynä on se, että tarkkuuden ja nopeuden välillä on kompromissi, ja tarkkuus menettää nopeutensa valimon lattialla seoksen haalistumisen vuoksi.
Neljä vastused:
#1
+11
wwarriner
2015-02-08 12:31:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Se on totta, on joukko ei-toivottuja tai huijausmetalleja (Cu, Sn, Sb, As), jotka pääsevät kierrätysvirtaan esimerkiksi autojen korista, jotka jauhetaan romuksi poistamatta kaikkia kuparijohtoja tai tinalla päällystetyt teräspurkit. Antimoni ja arseeni pyrkivät piiloutumaan huonolaatuisista ja edullisista primäärirautalähteistä.

Vastaus kysymykseen on ei. Kierrätettyä terästä sekoitetaan mahdollisimman tasaisesti vaihtelevista lähteistä, mitataan sen koostumus ja lisätään sitten puhdasta rautaa tarpeen mukaan, jotta laimentavat metallimetallit siedettävälle tasolle jälleenmyyntiä tai jatkokäsittelyä varten, kuten tietyn tuotteen tietyn teräslaadun saavuttamiseksi tai sovellus. Ruostumattomat teräkset ja muut kierrätyshetkellä tunnetut korkeaseosteiset laadut käsitellään erikseen Ni: n, Cr: n jne. Arvon vuoksi.

Rautan käsittely on tällä hetkellä epätaloudellista roskia sisältävien elementtien poistamiseksi, joten niin yksinkertaisesti ei tehdä ollenkaan. Kaksi kirjaa mainitsee prosessin tavallisena ja taloudellisena prosessina: ( Mineraalit, metallit ja kestävyys: Tulevien materiaalitarpeiden täyttäminen, s. 284, alkaen "laimennuksesta") ja ( Terästuotanto: Prosessit , Tuotteet ja jäännökset alkaen sivusta 104, luetaan, kunnes se ei ole enää merkityksellinen). Syy, miksi se on epätaloudellista, on se, että kulkurakenteet reagoivat heikommin hapen kuin raudan kanssa vakiolämpötilassa, joten niiden poistaminen hapettamalla vaatisi ensin raudan hapettamista. Syy tähän on termodynaaminen, ja se perustuu siihen tosiasiaan, että kilpailevien reaktioiden joukossa ne, joilla on eniten vapaan energian vähenemistä, etenevät käytännössä loppuun asti ennen kuin muut reaktiot jopa alkavat, erityisesti suurilla eroilla vapaassa energiassa kilpailevien reaktioiden välillä. Ellinghamin kaaviota voidaan käyttää määrittämään, mitkä reaktiot ovat laskeneet eniten.

Alla olevassa Ellinghamin kaaviossa vaaka-akseli on lämpötila, pystyakseli on muutos Gibbsin vapaassa energiassa. Kaavion yli eri kulmissa kulkevat viivat vastaavat vapaan energian muutosta, joka johtuu alkuaineen hapettumisreaktioista hapen kanssa lämpötilan funktiona. Meidän tapauksessamme kaavio voidaan lukea valitsemalla kiinnostava lämpötila ja lukemalla ylöspäin alhaalta löytääksesi ensimmäisen elementin, joka reagoi hapen kanssa. Esimerkiksi, jos meillä on terästä, jossa on Fe, Mn, Sn ja Cu, voimme nähdä, että 1000 K: ssa Mn, Fe (FeO: ksi), Sn ja Cu ovat suurimman ja pienimmän vapaan energian pudotuksen luokkaa. / p>

Myönnettävä, mielenkiintoinen lämpötila on lähempänä arvoa 1900K (raudan sulamispisteen yläpuolella), mutta kunkin Gibbsin vapaan energianmuutosfunktion yleiset suuntaukset jatkuvat kaavion oikealla puolella ja rauta pysyy trampelien alapuolella Cu, Sn, As ja Sb käytännön lämpötiloissa ja todennäköisesti vastaaviin kiehumispisteisiinsä. Tämän seurauksena tramppujen poistaminen Fe: stä edellyttäisi tehokkaasti ensin kaiken raudan hapettamista. Ja koska Sn, Sb, As ja Cu liukenevat hieman rautaan, ne vaativat erottamista kemiallisen reaktion kautta.

Ellingham diagram.

Tramppien liukoisuus näkyy niiden vaihekaavioista. raudalla, josta olen kirjoittanut Sb-Fe: n alla. Kaaviossa on lämpötila koostumusta vastaan, jolloin jokainen vierekkäinen 2D-alue koostuu joko yhdestä faasista tai vasemmalla ja oikealla olevasta kahden faasin seoksesta, jotka ovat tasapainossa tuossa lämpötilan ja koostumuksen yhdistelmässä. Vasemmassa alakulmassa näemme, että pienillä Sb-määrillä ja huoneen lämpötilassa on vierekkäinen alue, joka tässä tapauksessa tarkoittaa yhtä vaihetta tai alfa-Fe: tä (sellaista, minkä tunnemme). Koska Sb: tä on läsnä ja se on yhdessä vaiheessa, se on liuotettava rautaan. Sama pätee vaihtelevalla vakavuudella muihin hakureihin.

Fe-Sb phase diagram.
(lähde: himikatus.ru)

Kuten Chris H kommentoi, on myös kysymys siitä, milloin muita seosaineita hallitaan. Yleensä seoslisäystä hallitaan mahdollisimman lähellä jähmettymistä seoksen häviön minimoimiseksi.

Romu sulatetaan irtotavarana valokaariuunissa. Jos romuvirta on riittävän sekoitettu, niin huijauskonsentraatio voidaan arvioida aiemman käytön perusteella ja primäärirauta lisätään ennen kemianalyysiä estimaatin kompensoimiseksi. Suurin osa sulatetaan sitten, happi poistetaan lisäämällä elementtejä Ellinghamin kaavion alaosaan, erityisesti Ca ja Al, ja sula metalli siirretään yhteen tai useampaan erittäin eristettyyn kauhaan. Ca ja Al reagoivat nopeasti sulaan liuenneen hapen kanssa muodostaen pienitiheyksisen oksidakuonan, joka kelluu ja poistuu mekaanisesti. Kemia otetaan tämän prosessin jälkeen, ja jos trampit ovat laimennettu riittävästi, metalli siirretään kauhoihin. Jos ei, lisätään riittävästi primääristä rautaa sulan laimentamiseksi.

Kun kauhaan lisätään lisää seosaineita. Niitä ei lisätä aikaisemmin Ellinghamin kaavion takia: useimmilla seosaineilla, mukaan lukien Mn, Mo, Cr, V, C, jne., On suurempi vapaan energian menetys kuin Fe: llä, joten ne reagoivat ensin. Toisin sanoen ne haalistuvat. Kalliiden seoslisäaineiden haalistumisen välttämiseksi ne lisätään mahdollisimman lähelle kiinteytysprosessia. Lisäksi poistamalla happi ensin Al: lla ja Ca: lla rautaan on liuennut vähemmän happea reagoimaan kalliimpien seosaineiden kanssa. Kun kauhassa on hyvin vähän neste-ilmakehän rajapinnassa esiintyvää turbulenssia, joten uuden hapen diffuusio nestemäiseen rautaan on suhteellisen hidasta. Aikaraja on tietysti edelleen, ja kauhan pitäminen liian kauan aiheuttaa seoksen haalistumista. Seoksen lisäyksen jälkeen kemia tarkistetaan ja kauha kaadetaan.

Muokattu lisäämällä lähteitä. Muokattu lisäämällä keskustelua metalliseoksen säätelystä.

Oletan, ja saatat pystyä vahvistamaan, että raudan lisäämisen lisäksi muita tärkeimpiä seosaineita hallitaan suunnilleen samassa prosessipisteessä - varmasti hiiltä on hallittava.
Voisiko valimo tutkia valurautametallien pitoisuuksia, joskus valita seoksia, jotka voisivat käyttää niitä, tai valimot yleensä päättävät minkä seoksen valmistaa ennen kuin ne sulattavat romun, ja lisäävät sitten kaiken tarvittavan ennalta valitun tuottamiseksi seos määritellyn toleranssin sisällä?
Hyvä kysymys, johon minulla ei ole tarkkaa vastausta. Luulen, että useimmilla valimoilla olisi mielessä seosrakenne ennen prosessin suorittamista. Uskon myös, että tiettyjä ramppometalleja, jotka ylittävät niiden toleranssit, ei voida hyväksyä rakennesovelluksissa, koska ne vähentävät mekaanisia ominaisuuksia vaaditun tason alapuolelle. Koska valimo ei välttämättä tiedä aihioiden jne. Lopullisia sovelluksia, asiakkaan olisi sitten valittava tarvittava seos. Jos asiakas totesi, että hakkurimetallit ovat kunnossa, se saattaa olla mahdollista saastumisriskistä riippuen.
#2
+6
Dave Tweed
2015-01-24 01:03:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Parhaan tietoni mukaan komponenttien erottamista ei yritetä.

Minulla on ystäväni, joka työskenteli kerralla Lukens Steelin palveluksessa Coatesvillessä, PA. Hänen tehtävänään oli kirjoittaa tietokoneohjelmistoja, jotka seurasivat kaiken pihallaan olevan teräsromun koostumusta, ja keksiä oikeat osuudet siitä, minkä tyyppistä romua uusiin sulatuksiin käytettiin. Tämä tarkoittaa tietysti, että he tekivät melko kattavan analyysin kaikista tulevista romuista ja lajittelivat samanlaiset seokset erillisiin paaluihin.

#3
+5
Fred
2015-02-08 14:28:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yhdenmukaisuus David Tweed & -nousun kanssa on epätaloudellista erottaa yksittäiset metallit metalliseoksista.

Näin tekisi ensin vaatia seosten murskattua ja jauhamista seosten sisällä olevien kristallijyvien kokoon saakka. Sitten olisi suunniteltava jonkinlainen mineraalien / kiteiden valintaprosessi erottaakseen ja erottaakseen halutut ei-toivotuista, kuten: vaahdotus; ehkä raskas media; mahdollisesti painovoiman erotusmenetelmät, kuten ravistamalla pöytiä tai spiraaleja (mutta epäilen, että nämä olisivat onnistuneita, koska painovoiman erotusmenetelmät perustuvat merkittäviin &-painoeroihin); vaikka magneettierotus, kuten mineraalihiekka-teollisuudessa käytetään, saattaa olla vaihtoehto joillekin seoksille. Tämänkin jälkeen tulee aina olemaan jäte- tai rikastejakauma, jossa todella vaikeat metalliseokset kiteytyvät kaatopaikalle.

Murskaaminen, jauhaminen ja erottaminen maksaa rahaa. Nämä kustannukset ja voitto on saatava teräksiseoksista, jotka kierrätetään siellä yksittäisiin metalleihin.

Helmikuun 2015 alusta lähtien metallivalikoiman arvo on:

  • Kulta 1233,30 USD / oz, 39,6515 USD / g tai 39651510,84 USD / tonni (kyllä, 39,651 miljoonaa dollaria tonnilta)
  • Platina 1220 USD / oz tai 39223905,97 USD / tonni (39,2239 M $ / t)

  • Hopea 16,68 USD / oz tai 536 274,38 USD / tonni (0,536 274 M $ / t)

  • Koboltti 29500 dollaria tonnilta
  • nikkeli 14965 dollaria tonnilta
  • lyijy 1850 dollaria tonnilta
  • terästanko 500 dollaria tonnilta

Oikein nimettyjen jalometallien , Au, Pt & Ag, hintalähde oli Kitco. Epäjalojen metallien, Co, Ni, Pb hintalähde. & -teräs aihio oli LME.

Rautamalmia myydään tällä hetkellä noin 65 dollarilla tonnilta, kuten Index Mundissa ja Y-kaavioissa mainitaan. Se on keskimäärin 60 prosentin rautaa. Australian ja Brasilian avoimet rautakaivokset, joita hoitaa Rio Tinto, BHP-Billiton & Vale, tuottavat melko mielellään rautamalmia hinta. LKAB tuottaa myös mielellään magnetoni-rautamalmia Kirunan maanalaisesta kaivoksesta Ruotsissa hintaan.

Macrobusiness tarjoaa artikkelin raudan mahdollisuudesta. malmien hinnat laskivat 30 dollariin tonnilta vuonna 2015.

Hintojen, kuten 0,536 - 39,6 miljoonaa dollaria tonnilta, on helppo ymmärtää, miksi jalometallit kierrätetään. Mutta 500 dollaria tonnilta teräsmassalle ja 65 dollaria tonnilta rautamalmille, ei ole mitään kannustinta erottaa seostavat metallit teräksestä.

Ottaen huomioon sanotun nikkelin ja teräksen hintaero, analyysisi ei sulje pois seostavien alkuaineiden talteenottoa - vaikka ne päätyisivätkin uudestaan. Erottaminen voitaisiin saavuttaa myös sulassa tilassa ja / tai kemiallisilla keinoilla, jos se olisi taloudellista.
Painovoiman erotus ei toimi raudalle liukoisuuden ja termodynaamisten näkökohtien vuoksi. Kynnys ei-hyväksyttäville tramppitoisuuksille on alhaisempi kuin näiden elementtien liukoisuus huoneenlämpötilassa. Ainoat keinot erottaa liuenneet valurautametallit ovat kemiallinen prosessi, joka on epäekonominen Fe: lle, tai tislaus, joka on käytännössä mahdotonta johtuen kyseisten metallien äärimmäisestä kiehumispisteestä, puhumattakaan taloustieteestä.
#4
+2
blacksmith37
2019-02-18 22:42:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ensin romu erotetaan lähteestä; esimerkiksi valurauta sisältää yleensä vain Si: tä ja Mn: ää. Korkean höyrynpaineen elementit kiehuvat tai kerääntyvät vuon / kuonaan: esim. Zn, Pb, Sn, Bi, An ,,,, Alumiini hapettuu ja menee kuonaan. Teräkset poimivat Cr-, Ni-, Mo- ja Cu-jäännökset, yleensä nämä ovat edullisia; ne kaikki lisäävät kovettuvuutta paitsi Cu. (Cu on tärkeä ilmakehän korroosionkestävyydessä). V ja Nb ja W ovat läsnä hyvin pieninä määrinä niin merkityksettömiä. , Ja Co, kallis ja sillä on erikoistuneita sovelluksia, joten se erotetaan myös raapimislähteestä; Co-kaavinta on helppo tunnistaa; lääketieteellisen proteesin ja suihkumoottorin kuumien osien terät ja siivet, myös joissakin suurnopeustyökaluissa, ovat jälleen erotettu kaavintalähteestä. Ni-seokset ja austeniittiset ruostumattomat osat erotetaan lähteellä, koska ne eivät ole ferromagneettisia. Magneettinen martensiittinen ja ferriittinen ruostumaton (tyypillisesti 13% Cr) voidaan erottaa raapimislähteestä. Teräkset erotetaan lähteissä, koska kaikki seoselementit ovat arvokkaampia kuin hiiliteräs. Tästä on oltava saatavilla kirjoja; se on tärkeä tekijä terästeollisuudessa. Esimerkki reaalimaailman tapahtumista; luokan A 516 hiiliteräslevy on teollisuuden työhevonen, mutta kun tilataan paksu, erittäin luja osa, "jotenkin" Cr-, Mo-, Ni-jäännökset ovat korkeita, mikä mahdollistaa hyväksyttävät lämpökäsittelytulokset.



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...